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C++ - 本地堆栈数组与动态分配

coder 2023-06-03 原文

使用 C/C++ 编程时；根据经验，使用 char array[MAX_PATH+1]={0} 的截止点是什么:

 char *array=nullptr;

 array=new char [MAX_PATH+1];

 ...code...

 delete [] array;

在什么时候采取行动来保留堆栈上的空间？

20 年前我被教导应该在堆上分配超过 32 个字节的所有数组，而不考虑性能成本，并将堆栈保存为简单变量。我已经看到很多现代示例代码非常挥霍地使用堆栈，那么这种想法是否改变了？

最佳答案

栈分配的好处是不用检查失败，不用担心内存碎片，函数返回时内存会自动释放。缺点是您无法检查是否成功，并且通常在失败时会发生一些不好的事情。

如果没有虚拟内存(例如，在小型微 Controller 上)，通常可用内存较少。如果您的程序在堆栈上分配了太多空间，它只会溢出堆栈并写入超出为堆栈保留的空间的任何内容。您可以留出更多的堆栈空间来处理最坏的情况，但是无论您是否需要，该空间始终专用于堆栈。而动态分配，你只需要在使用的时候付费，你可以通过查看malloc的返回码来判断是否发生了失败(或者在new上捕获异常> 对于试图将 C++ 压缩到微 Controller 中的人)。或者，如果应用程序总是需要它，您可以为对象静态保留一部分 RAM，因为这样它具有更可预测的运行时行为并且您不必担心碎片。

使用虚拟内存，操作系统可以通过将页面添加到堆栈末尾的连续虚拟地址来动态增长堆栈。这样，您只需为正在使用的堆栈数量支付物理内存。但是，如果地址空间很小(32 位或更少？)，如果您有很多线程和过多的堆栈分配，您仍然会遇到麻烦。

每个线程必须为其堆栈提供连续的空间，并且必须与系统中的其他所有内容共享。例如，如果操作系统占用 1 GB 的地址空间(并不少见)，而您想要 1 GB 用于线程堆栈，则剩下 2 GB 用于堆、数据和代码。如果您有 16 个线程，这意味着每个线程堆栈可以有大约 64 MB。根据您的应用程序，这可能会也可能不会。

如果您有更多线程或更大的堆栈分配对象，您必须调整线程堆栈大小和堆大小以获得正确的平衡。如果你错了，你的程序段错误堆栈溢出。因此建议在堆上进行所有“大”分配，因为运行时行为更可预测。

20 年前，4 GB 的地址空间对于堆、数据、代码和堆栈来说是很多的空间——今天已经不是那么多了。幸运的是，地址空间也变得更大了。使用 64 位地址空间，即使您有超过 1 TB 的 DRAM，您也会在耗尽物理内存之前用完 DRAM。

几个注意事项

  1. 运行时通常对堆栈大小施加任意限制，以捕获失控的递归错误。如果您使用的堆栈比运行时系统预期的要多得多，您可能不得不告诉它给您一个更大的堆栈。通常，默认大小足够大，通常不难更改。

  2. 操作系统/运行时在归还堆栈空间方面不如在获取堆栈空间方面好。随着您的程序占用更多堆栈空间，它将获得新页面。在线程退出之前，这些页面很可能不会被释放(至少以前是这样)。如果您正在使用堆栈空间，那没什么大不了的。如果它很少使用并且线程运行很长时间，如果您有后备存储，内存将被交换到磁盘(通常对于带有旋转驱动器的台式机/笔记本电脑来说不是问题，但对于 iOS8 或 Android 64 可能不太好-bit)。

如果您希望代码在物理和虚拟内存空间比您计划堆栈分配的对象大的系统上运行，堆栈分配可能没问题。在大多数情况下， yield 将超过成本。

关于C++ - 本地堆栈数组与动态分配，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/25253953/

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